linux中i節點是什麼

在linux中，i節點時一個64位元組長的表；i節點中含有有關一個檔案的資訊，其中有檔案大小、檔案所有者、檔案存取許可方式，以及檔案為普通檔案、目錄檔案還是特別檔案等，在i節點中最重要的一項是磁碟地址表。

本教學操作環境：linux7.3系統、Dell G3電腦。

linux中i節點

i節點是一個64位元組長的表，含有有關一個檔案的資訊，其中有檔案大小、檔案所有者、檔案存取許可方式，以及檔案為普通檔案、目錄檔案還是特別檔案等。

linux檔案系統是Linux系統的心臟部分，提供了層次結構的目錄和檔案。檔案系統將磁碟空間劃分為每1024個位元組一組，稱為塊(也有用512位元組為一塊的，如：SCOXENIX）。編號從0到整個磁碟的最大塊數。

全部塊可劃分為四個部分，塊0稱為引導塊，檔案系統不用該塊;塊1稱為專用塊，專用塊含有許多資訊，其中有磁碟大小和全部塊的其他兩部分的大小。從塊2開始是i節點表，i節點表中含有i節點，表的塊數是可變的，後面將做討論。i節點表之後是空閒儲存塊（資料儲存塊），可用於存放檔案內容。

檔案的邏輯結構和物理結構是十分不同的，邏輯結構是使用者敲入cat命令後所看到的檔案，使用者可得到表示檔案內容的字元流。物理結構是檔案實際上如何存放在磁碟上的儲存格式。使用者認為自己的檔案是邊疆的字元流，但實際上檔案可能並不是以邊疆的方式存放在磁碟上的，長於一塊的檔案通常將分散地存放在盤上。然而當使用者存取檔案時，linux檔案系統將以正確的順序取出各塊，給使用者提供檔案的邏輯結構。

當然，在linux系統的某處一定會有一個表，告訴檔案系統如何將物理結構轉換為邏輯結構。這就涉及到i節點了。

i節點是一個64位元組長的表，含有有關一個檔案的資訊，其中有檔案大小、檔案所有者、檔案存取許可方式，以及檔案為普通檔案、目錄檔案還是特別檔案等。在i節點中最重要的一項是磁碟地址表。

該表中有13個塊號。前10個塊號是檔案前10塊的存放地址。這10個塊號能給出一個至多10塊長的檔案的邏輯結構，檔案將以塊號在磁碟地址表中出現的順序依次取得相應的塊。當檔案長於10塊時又怎樣呢?磁碟地址表中的第11項給出一個塊號，這個塊號指出的塊中含有256個塊號，至此，這種方法滿足了至多長於266塊的檔案（272384位元組）。如果檔案大於266塊，磁碟地址表的第12項給出一個塊號，這個塊號指出的塊中含有256個塊號，這256個塊號的每一個塊號又指出一塊，塊中含256個塊號，這些塊號才用於取檔案的內容。磁碟地址中和第13項索引定址方式與第12項類似，只是多一級間接索引。

這樣，在linux系統中，檔案的最大長度是16842762塊，即17246988288位元組，有幸是Linux系統對檔案的最大長度（一般為1到2M位元組）加了更實際的限制，使使用者不會無意中建立一個用完整個磁碟區所有塊的檔案。

inode

提到inode，我們不得不先介紹硬碟的整體結構。硬碟中包含多個硬碟碟片，硬碟碟片為圓形，每個硬碟碟片都有一個可以讀寫的磁頭(Head)，將這個磁頭固定，使硬碟碟片旋轉一週，所走軌跡就是磁軌(Track)。硬碟內所有碟片的相同磁軌號的集合成為磁柱(Cylinder)。每一磁軌被劃分成許多區域，每個區域叫一個磁區(Sector)。磁區是硬碟的最小儲存物理量，一個磁區的儲存容量大約是512位元組(約0.5K)。

知道了硬碟的大體結構之後，再來談談怎麼進行硬碟分割區。進行硬碟分割的最小單位是磁柱，分割完之後自然就是格式化(format)。在Linux中進行格式化必須考慮Block與inode，Block還好理解，它是磁碟可以記錄的最小單位，是由數個磁區組成，所以大小通常為n*512Bytes，例如4K。

那麼inode是什麼呢Block是記錄檔案內容的區域，inode則是記錄該檔案的屬性及其放置在哪個Block之內的資訊。所以，每個檔案都會佔用一個inode。當Linux系統要查詢某個檔案時，它會先搜尋inode table找到這個檔案的屬性及資料存放地點，然後再查詢資料存放的Block進而將資料取出。inode數量在一開始已被設定好，其設定方式通常是"硬碟大小/一個容量"，這個容量比Block大一些較佳，例如剛才將Block設為4K，那麼這個容量可以設為8K左右。所以，一塊1GB的硬碟如果以8K 大小劃分它的inode數，則會有131072個inode。一個inode的大小為128Byte，這樣，我們就可以清楚地知道，一個分割區被格式化為一個檔案系統之後，基本上它一定會有inode table與資料區域兩大塊，一個用來記錄檔案的屬性資訊與該檔案存放的Block塊，一個用來記錄檔案的內容。

建立一個檔案後，會同時建立一個inode和一個block，inode存放的是檔案的屬性資訊，但是不包括檔名，並存放所對應資料所在的block塊的地址的指標；block存放檔案的資料，每個block最多存放一個檔案，而當一個block存放不下的情況下，會佔用下一個block。

linux裡檔案的檔名、檔案屬性、檔案內容是分別儲存的：檔名存放在目錄項（即dentry）中，檔案屬性存放在inode中，一般情況下，每個inode佔用128Bity磁碟空間，檔案內容存放在資料塊中。

block塊可以用mkfs.ext3 -b來制定快的大小，每個block塊最多可存放一個檔案，所以一般block塊的大小設定要根據我們伺服器的應用了設定，如果這個伺服器較多用來存放一些多的小檔案，那就可以把block塊的大小設定的小一些，不至於浪費空間，而當存放的都是巨量資料時就需要把block設定的大些，這樣可以減少對磁碟block的讀取次數，也可以減少inode的記錄負擔。

block越大，inode越少，適合儲存大檔案的檔案系統；block越小，inode越多，適合儲存檔案多而小的檔案系統。

系統執行時，inode和block會在修改後記憶體與磁碟做一個同步，我們用ls -li列出來的內容這是記憶體中的暫存，所以有時候系統非正常的關機會導致block和inode的不同步問題。

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